태양 자기장 곧 반전? 지구에 미칠 영향은…

태양 자기장은 11년 주기로 반전되며 2013년이 마지막 자기장 반전이었기 때문에 앞으로 몇 년 이내에 다시 자기장이 반전될 것으로 예상된다. 태양 자기장 반전과 지구에 미칠 영향은 어떤 게 있을까.

태양 활동 상태는 흑점 수로 관측할 수 있으며 흑점이 많은 시기를 태양 활동 극대기, 적은 시기를 태양 활동 극소기라고 한다. 이 활동 주기는 평균 11년이지만 과거 기록에 따르면 기간이 9년에서 14년까지 편차가 있어 11년은 대략적인 기준일 뿐이다.

흑점은 태양 중위도 부근에 나타나며 대부분 자전 방향으로 앞서가는 흑점과 뒤따르는 흑점 2개 세트로 나타나 하나는 N극, 다른 하나는 S극 자기장을 형성한다. 자기장은 북반구와 남반구에서 반대 방향이며 태양 활동 극대기에서 다음 극대기까지 11년 동안 같은 반구에서는 언제나 같은 방향 자기장이 형성된다. 하지만 태양 활동 극대기가 되면 자기장이 반전되어 다음 11년 동안 반대 방향 자기장이 형성된다.

미항공우주국 나사(NASA)에 따르면 태양 활동 극대기에 자기장 반전은 극지방에서 시작해 천천히 적도 쪽으로 진행된다. 자기장 반전이 시작된 뒤 완전한 반전까지 걸리는 시간은 1~2년이 많지만 과거에는 5년이 걸린 기록도 있다.

또 태양 활동 극소기에는 지구와 같은 북극, 남극이 있는 쌍극자 자기장 구조가 된다고 한다. 이전 극소기에는 태양에서 지구와 반대 방향 자기장이 생겼지만 다음 극소기에는 이 자기장이 반전되어 지구와 같은 방향이 될 것이다.

태양 활동 극대기에는 태양 플레어나 코로나 물질 방출 현상이 활발해져 지구에서 오로라 발생률을 높이고 송전선이나 전자 시스템에 장애를 일으키는 지자기폭풍이 발생한다. 하지만 자기장 반전 자체는 이런 현상과는 다르며 오히려 지구에 이로운 점이 있다고 한다. 태양 자기장에 의해 태양권 전류판 모양이 변하게 되고 자기장 반전 기간에는 평상시보다 크게 물결치는 형태가 되어 지구 보호 대기권 밖에서 활동하는 우주 비행사에게 위험한 고에너지 우주선(cosmic rays)을 더 잘 차단할 수 있게 된다.

나사에 따르면 자기장 반전이 왜 발생하는지 이유는 아직 밝혀지지 않았으며 태양 활동이 극대기나 극소기에 도달하는 시점도 예측하기 어렵다. 하지만 태양 활동 극대기가 빨리 올수록 태양 활동이 활발해지는 상관관계가 있는 것으로 밝혀져 향후 태양 활동을 추정하기 위해 과학자가 태양 활동을 지속적으로 관찰하고 있다고 설명했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.